一种换电柜高效充电装置的制作方法

1.本发明涉及充电装置技术领域，特别涉及一种换电柜高效充电装置。


背景技术：

2.电动自行车“以换代充”的便利，正引起社会各界关注，并深受骑手欢迎，通过“停车、扫码、开柜，将车上卸下的缺电电池放入空电池仓充电，取出满电电池装进自己的电动自行车”的方式，不到一分钟电动自行车即可继续上路。
3.如中国专利公开号cn210062701u，公开了名为一种无人看护的自充电换电柜系统，包括柜体和锂电池，所述柜体上设置有电池仓，所述电池仓内开设有滑槽，所述滑槽内滑动连接有滑动板，所述滑槽内设置有电动推杆；本实用新型将锂电池下方的固定块与固定槽的位置对准并进行固定，带着锂电池向着靠近充电器的方向运动，当充电器与锂电池上的充电接口插接后停止，提高了充电器与锂电池上的充电接口连接的工作效率。
4.但是该装置在使用时对于电池的放置较为麻烦，还需要在电池的底部加装固定块以实现卡合限位，即放上电池后还需要移动电池使得固定块卡合后才能实现后续地对插，存在一定的使用局限性。
5.因此，有必要提供一种换电柜高效充电装置解决上述技术问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种换电柜高效充电装置，以解决上述背景技术中对于电池的放置较为麻烦，还需要在电池的底部加装固定块以实现卡合限位，即放上电池后还需要移动电池使得固定块卡合后才能实现后续地对插等问题。
7.为实现上述目的，设计一种可以简化电池放入步骤的高效充电装置，为此在充电仓内设置调节组件和控制组件，控制组件一方面带动电池向内移动，另一方面带动两个调节组件斜向中心移动，在移动中实现电池与充电仓接口的对应以及自动对插。
8.基于上述思路，本发明提供如下技术方案：一种换电柜高效充电装置，包括设置有若干个充电仓的换电柜本体，所述充电仓的内部开设有用于安置电池的空腔和与空腔接通的放置槽，放置槽的内部设置有相对空腔底部突出的控制组件，放置槽的两侧均设置有与控制组件活动卡合的调节组件；当电池放入时启动控制组件既带动电池移动，还带动两侧的调节组件以八字形轨迹向中间相向移动。
9.作为本发明的进一步方案：所述控制组件包括与放置槽固定连接的电机和底座，底座的表面贯穿并转动安装有若干个支杆，每个支杆的外表面均固定安装有延伸至空腔内的滚轮，若干个支杆之间共同套设有传动带且其中一个支杆与电机的输出轴传动连接，其中一个支杆的外表面螺纹连接有呈对称设置且与调节组件活动卡合的两个滑块。
10.作为本发明的进一步方案：所述支杆的外表面设置有方向相反的两段螺纹，且两个滑块分别设置在两段相反的螺纹上。
11.作为本发明的进一步方案：所述调节组件包括与放置槽固定连接的支架，支架的
内部滑动安装有连杆，连杆的一端固定安装有与空腔腔面齐平的侧板，另一端固定安装有与滑块活动卡合的卡块。
12.作为本发明的进一步方案：所述支架的内部形成有以供连杆滑动且呈倾斜设置的轨道，且两个支架上的轨道整体呈八字形设置。
13.作为本发明的进一步方案：当所述滚轮转动时两个侧板向中间相向移动，且两个侧板的相对一侧均固定安装有软垫层。
14.作为本发明的进一步方案：所述充电仓的内部开设有与空腔和放置槽均接通的滑槽，滑槽的内部滑动安装有用于实现电池分离的脱离组件，其中一个支杆的外表面固定安装有用于驱动脱离组件相对于滑槽移动的第一齿轮。
15.作为本发明的进一步方案：所述脱离组件包括与滑槽滑动配合且与第一齿轮传动连接的t形齿条，t形齿条的表面固定安装有用于实现电池分离的推板，t形齿条与滑槽之间固定安装有弹簧。
16.作为本发明的进一步方案：所述t形齿条位于第一齿轮的上方，当推板隐于滑槽且与空腔的腔面保持齐平时，t形齿条与第一齿轮处于脱离啮合的状态。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过放置槽、空腔、控制组件和调节组件等之间的配合，电池放上后可带动其自动向充电仓内移动，在移动过程中两个侧板呈八字形相向移动与电池的两侧接触，可实现电池的自动对中，在侧板的推动作用下还可实现电池的自动对插；在使用过程中，无需考虑电池的放置位置，也无需在电池上加装固定块，只需将电池放上即可完成自动化对中和插接，简化了放入步骤使得便利性得到显著提高。滚轮的设置不仅配合侧板方便了电池的推送，还避免电池与空腔腔面的滑动摩擦，使滑动摩擦转为与滚轮的滚动摩擦，在长期使用过程中可以有效降低对电池表面的损伤，整体的实用性更高。
附图说明
18.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
19.图1为本发明的整体结构立体图；
20.图2为本发明的充电仓内部结构示意图；
21.图3为本发明的控制组件结构示意图；
22.图4为图3中a处结构放大图；
23.图5为本发明的脱离组件和滚轮仰视图；
24.图6为本发明的滑槽和空腔俯视图；
25.图7为图5中b处结构放大图；
26.图8为本发明的充电仓和承接件结构示意图；
27.图9为本发明的长齿条和第二齿轮结构示意图；
28.图10为图8中c处结构放大图。
29.图中：1、换电柜本体；2、充电仓；3、控制组件；4、调节组件；5、脱离组件；6、柜门；201、空腔；202、放置槽；203、接口；204、滑槽；205、承接件；2051、隔板；2052、横杆；2053、长齿条；2054、凹槽；2055、凸块；301、底座；302、支杆；303、滚轮；304、滑块；305、卡槽；306、第一齿轮；307、第二齿轮；401、支架；402、连杆；403、侧板；404、卡块；501、t形齿条；502、推板；
503、弹簧。
具体实施方式
30.实施例一：
31.请参阅图1至图2，本发明实施例提供一种换电柜高效充电装置，主要用于提高取放电池时的便利性，该充电装置包括换电柜本体1，换电柜本体1的内部设置有若干个充电仓2，且换电柜本体1的表面转动安装有与充电场数量对应的柜门6，柜门6用于实现充电仓2的打开和封闭；在充电仓2的内部设置有与电池上插口位置对应的接口203，当接口203与电池插口对插后即可实现换电。其中，换电柜本体1、充电仓2、接口203和柜门6均为现有的成熟技术，在这里不做详细说明。
32.具体的，充电仓2的内部形成有用于安置电池的空腔201，同时在充电仓2的内部开设有呈u形设计且与空腔201接通的放置槽202，放置槽202的内部设置有延伸至空腔201内的控制组件3，控制组件3相对空腔201的底部突出，使得当电池放入空腔201内后电池的底部与控制组件3接触，而不与空腔201的底部接触。
33.为了便于电池与接口203的自动对插，在放置槽202的两侧均设置有与控制组件3活动卡合的调节组件4，初始状态时调节组件4与空腔201的腔面保持齐平状态，当电池放入空腔201内后启动控制组件3可带动两侧的调节组件4向中间相向移动，且移动轨迹为八字形；当要取出空腔201内电池时启动控制组件3可带动两侧的调节组件4沿原路复位。
34.请参阅图1至图4，在本实施例中，优选的：控制组件3包括与放置槽202固定连接的电机(图中未示出)和底座301，电机为伺服电机，底座301的表面贯穿并转动安装有若干个支杆302，每个支杆302的外表面均固定安装有滚轮303且其中一个支杆302与电机的输出轴传动连接；为了实现全部支杆302的转动，若干个支杆302之间共同套设有传动带，这样使得电机带动其中一个支杆302转动时，传动带可以带动剩余的支杆302同时转动。在上述结构中，滚轮303是突出至空腔201内的，即电池放入空腔201后可落到滚轮303上，进而在滚轮303转动时可带动电池向空腔201内移动。
35.为了实现控制组件3对调节组件4的驱动，最前侧支杆302的长度设置较长，且该支杆302的外表面螺纹连接有呈对称设置且与调节组件4活动卡合的两个滑块304，具体的，在滑块304的顶部开设有与调节组件4适配的卡槽305。为了实现滑块304的相向移动和复位，支杆302两侧的螺纹是呈相反设置的，且两个滑块304分别设置在两侧相反的螺纹上。当然，长度较长的支杆302并不一定为最前侧的，可以根据实际自行选择。
36.而调节组件4包括与放置槽202固定连接且呈环形设计的支架401，支架401的内部呈左右水平滑动安装有连杆402，连杆402的一端固定安装有与空腔201腔面齐平的侧板403，侧板403后续即与电池的侧壁接触，为了降低侧板403对电池的直接挤压，两个侧板403的相对一侧还可以固定安装有具有一定厚度的软垫层；其另一端固定安装有与卡槽305活动卡合的卡块404。在上述结构中，支架401的内壁整体呈平行四边形设计，且两个支架401整体呈八字形设计，这样使得连杆402具有倾斜移动的趋势。为此，卡槽305需要具有一定的长度，这样使得卡块404在随着连杆402倾斜时，可以保持活动卡合的状态。同时，因为连杆402与支架401的水平滑动装配，使得支杆302在转动时滑块304无法发生旋转只能平移，即连杆402还为滑块304提供了转动限位。
37.使用时，首先打开柜门6将电池放入并启动电机，电机通过传动带和支杆302带动所有的滚轮303同步转动，受滚轮303的转动作用电池被向空腔201内带动；支杆302在转动时同时带动两个滑块304向中间移动，滑块304通过卡槽305带动卡块404和连杆402同步移动，连杆402在移动时沿着倾斜的支架401内壁带动侧板403同步移动，两个侧板403将电池推到中间并与接口203对应；随着侧板403继续的相向移动，侧板403与电池的侧壁相抵并配合滚轮303推到电池完成对插。
38.综上所述，通过支杆302、滚轮303、支架401和滑块304等结构的配合，电池放上后可带动其自动向接口203方向移动，在移动过程中两个侧板403呈八字形相向移动与电池的两侧接触，可实现电池的自动对中使其与接口203准确对应，在侧板403的推动作用下还可实现电池与接口203的自动对插；在使用过程中，无需考虑电池的放置位置，也无需在电池上加装固定块，只需将电池放上即可完成自动化对中和插接，便利性得到显著提高。滚轮303的设置不仅配合侧板403方便了电池的推送，还避免电池与空腔201腔面的滑动摩擦，使滑动摩擦转为与滚轮303的滚动摩擦，在长期使用过程中可以有效降低对电池表面的损伤，整体的实用性更高。
39.实施例二：
40.请参阅图1至图6，在实施例一的基础上，为了进一步提高使用便利性，在最后侧支杆302的外表面固定安装有第一齿轮306，在充电仓2的内部开设有与空腔201和放置槽202均接通的滑槽204，滑槽204呈t形设计且内部滑动安装有与第一齿轮306传动连接的脱离组件5，以方便电池取出时与接口203的自动分离。当然，第一齿轮306可以安装在其他位置的支杆302上，可以根据实际自行选择。
41.在上述结构中，当支杆302通过滚轮303带动电池向接口203方向移动时，可同时通过第一齿轮306带动脱离组件5隐于滑槽204内(滑槽204的最后侧)，使得脱离组件5与空腔201的后腔面齐平，不会影响电池与接口203的对插；后续准备取出电池时，支杆302可带动脱离组件5滑动至滑槽204的最前侧，此时脱离位于接口203的前侧且此时为初始状态。
42.请参阅图1至图7，在本实施例中，优选的：脱离组件5包括与滑槽204呈前后水平滑动配合且与第一齿轮306传动连接的t形齿条501，t形齿条501的顶部固定安装有用于实现电池与接口203分离的推板502，其底部与滑槽204之间固定安装有弹簧503。在上述结构中，第一齿轮306在滚轮303带动电池向接口203方向移动时，可带动t形齿条501也向后移动并挤压弹簧503，使得推板502隐于滑槽204内，即推板502的后表面与滑槽204贴合；而t形齿条501的长度设置较短，在向后移动处于与第一齿轮306将要分离的状态，同时在弹簧503的作用下又可以与第一齿轮306始终保持啮合状态，此状态即为电池放入过程即放入后的状态。同时，为了保证推板502对电池的推动效果，脱离组件5可设置为左右对称的两个，使得推板502也呈同样布置。
43.使用时，启动电机通过支杆302和滚轮303带动放入的电池向接口203方向移动，带动两个侧板403呈八字形相向移动将电池对中并实现对插，该部分工作原理和效果与实施例一中相同，在此不重复赘述。区别在于：当支杆302在转动时可带动第一齿轮306同步逆时针转动，进而带动t形齿条501挤压弹簧503并带动推板502同步后移，使得推板502不会影响电池的对插；当再打开柜门6要取出电池时，启动电机带动支杆302反向转动，两个侧板403反向移动复位，支杆302、滚轮303和第一齿轮306反向转动，使得t形齿条501带动推板502前
进，推板502在移动时推动电池与接口203自动分离。
44.实施例一中，虽然通过滚轮303和侧板403等结构的配合可以实现电池的自动对插，但是柜门6打开准备取出电池时，不便于电池与接口203的快速分离，即使反向启动电机带动侧板403复位移动，也无法实现电池和接口203的稳定分离，存在一定的使用局限性。相比于实施例一，通过支杆302、第一齿轮306、弹簧503和t形齿条501等结构的配合，当支杆302通过滚轮303带动电池向接口203方向移动时，还通过第一齿轮306和t形齿条501带动推板502隐于滑槽204内，使推板502不会影响电池的移动和对插；当支杆302通过第一齿轮306和t形齿条501带动推板502前进时，可推动电池前进使其与接口203自动分离，配合滚轮303的反向转动可以方便电池的移出，使得电池向外滑出一段距离以方便电池的拿放，整体运行与支杆302和滚轮303的转动结合在一起，适用性更强。
45.实施例三：
46.请参阅图1至图8，在实施例二的基础上，为了提高电池取出时的便利性，在其中一个支杆302的外表面固定安装有第二齿轮307，在充电仓2的内部滑动安装有高度低于滚轮303最高点且与第二齿轮307传动连接的承接件205；当第二齿轮307随着支杆302反向转动时，可带动承接件205从充电仓2内移出，并方便电池的取下。
47.请参阅图1至图10，在本实施例中，优选的：承接件205包括与充电场呈前后滑动配合的隔板2051，隔板2051的顶点低于滚轮303的最高点，且其底部固定安装有第二齿轮307传动连接的长齿条2053；隔板2051的内部通过扭簧转动安装有呈对称设置的两个横杆2052，其中一个横杆2052的端部开设有凹槽2054，另一个横杆2052的端部向外凸出形成有与凹槽2054尺寸适配的凸块2055，在扭簧的作用下凸块2055可以活动卡合在凹槽2054内，且可以从凹槽2054内滑出，凸块2055与凹槽2054重叠可以起到良好的支撑作用，且加强了隔板2051的强度。
48.在上述结构中，扭簧为双向扭簧，可实现横杆2052在前后两个方向的转动，同时可使得两个横杆2052呈共线状态，其为现有的成熟技术，在这里不做详细说明。同时，因第二齿轮307和长齿条2053的设置，使得初始状态时隔板2051即位于充电仓2外的状态，以便于电池的放置。
49.使用时，启动电机通过支杆302和滚轮303带动放入的电池向接口203方向移动，带动两个侧板403呈八字形相向移动将电池对中并实现对插，通过第一齿轮306和t形齿条501带动推板502隐于滑槽204内，该部分工作原理和效果与实施例二中相同，在此不重复赘述。区别在于：当高度高于头顶时可双手将电池托起使得电池与接口203对应的一侧高于隔板2051的高度，然后向接口203方向移动此时手碰到横杆2052使其转动，即手保持托起电池的状态使得电池可以正常沿着隔板2051移动；随后启动电机通过支杆302带动滚轮303和第二齿轮307转动，第二齿轮307通过长齿条2053带动隔板2051和电池向充电仓2内移动，当电池与滚轮303接触后受其转动作用可在其支撑下完成移动并最终与接口203完成对插。
50.当要取出电池时启动电机带动支杆302、第一齿轮306和第二齿轮307反向转动，第一齿轮306使得推板502前进进而使得电池与接口203分离，滚轮303反转带动电池从充电仓2内滑出，而第二齿轮307使得隔板2051前进为滑出的电池提供良好支撑；同时，在从隔板2051上取下电池时可一手握住电池前侧的握把，另一只手托起电池的后侧，然后从隔板2051上平移电池，因为双向扭簧的设置使得横杆2052可以双向转动，使得两手可以保持对
电池的支撑状态将电池从隔板2051上平稳挪下。
51.实施例二中，虽然通过第一齿轮306和t形齿条501等结构的配合可以实现电池与接口203的自动分离，但因为充电仓2的高度不定，对于身高不高的使用者来说无法便捷地取出较高充电仓2内的电池，同时因为配合滚轮303的反向转动，使得滚轮303会带动电池直接从充电仓2内移出，需要使用者持续关注电池的位置，在滚轮303反向转动时使用者需要立即握住电池，防止其完全滑出从充电仓2内直接掉落到地面上，存在一定的使用局限性。相比于实施例二，通过支杆302、第二齿轮307、长齿条2053和横杆2052等结构的配合，当支杆302反向转动时还通过第二齿轮307和长齿条2053带动隔板2051从充电仓2内移出，使得在滚轮303作用下移出的电池得到良好支撑，不会因不注意而掉落在地面上；同时在从隔板2051上取下电池时，可以直接通过双手形成良好支撑，双向转动的横杆2052不会影响手对电池底部的托举，同时横杆2052的设置还加强了u形隔板2051整体的强度。使用时无需在启动电机移出电池时立即握住电池的前侧，移出后的电池既方便了取下，也为使用者预留了反应时间，整体运行与支杆302的转动结合在一起，满足了实际使用中的更多需求。